Валентные состояния атома углерода

1. Валентные состояния атома углерода

2. Строение атома углерода

• Охарактеризуйте положение атома
углерода в ПСХЭ.
• Каков состав атома углерода?
• Каково строение электронной оболочки
атома углерода?

3. Электронное облако

• Электрон обладает
одновременно свойствами и
частицы и волны, поэтому
можно определить только его
верояность нахождения в
пространстве вокруг ядра.
• Пространство вокруг ядра, в
котором заключено 90%
электронного облака,
называется электронной или
атомной орбиталью.
Фотографии электрона

4.

Составьте электронно-графическую формулу атома углерода.
Какие виды атомных орбиталей имеет в своем составе атом
углерода?

5.

6. Электроно-графическая формула атома углерода

7.

•Валентность элемента
чаще всего определяется
числом неспаренных
электронов в атоме или
числом ковалентных
связей в молекуле.
•Какова валентность
водорода, кислорода,
хлора?
•Какова валентность
атома углерода в
возбужденном и
стационарном
состоянии?

8. Способы перекрывания орбиталей

Н-Н
Cl-Cl
H-Cl
C-C
H-C
Cl-C
Что общего в образовании данного вида ковалентной связи?
Чем эти связи отличаются? Какая из них прочнее?

9. Химическая связь, образующаяся в результате перекрывания электронных орбиталей вдоль линии связи, называются б-связями

(сигмасвязями).

10. П-связь (пи-связь)

• Химические связи,
образующиеся в
результате «бокового»
перекрывания
электронных орбиталей
вне линии связи, т.е. в
двух областях

11.

Признаки
сравнения
Сигма-связь
Пи-связь
Образование связи
Вид
перекрывания
эл.облаков
Степень
перекрывания
Участвуют
Положение
связи
Осевое (связи
Боковое (связи вне
значительная
небольшая
Гибридные
эл.облака
В плоскости
молекулы
Негибридные
эл. облака
Перпендикуляр
на плоскости
сигма- связи
находятся на прямой,
соединяющей центры
атомов)
плоскости сигмасвязи, взаимно
перпендикулярны)

12.

Признаки
сравнения
Сигма-связь
Пи-связь
Особенности связи
Прочность связи
Высокая
350
кДж/моль
Слабо
поляризуется
Небольшая
270
кДж/моль
Легко
поляризуется
Способность
вращения
атомов вокруг
связи
Свободное
вращение
Отсутствует
свободное
вращение
Способность к
хим.реакциям
Низкая
высокая
Поляризация
связи

13. Энергия ковалентных связей

Проверьте свои выводы: как зависит прочность связи
от длины и кратности?

14. Запомни!

• Атомы углерода в органических
соединениях всегда четырехвалентны.
• Атомы углерода могут находиться в трех
валентных состояниях.

15. Первое валентное состояние

Подумай:
• Какие электронные орбитали атома углерода
участвуют в образовании связей в молекуле
метана СН4?
• Сколько связей образует атом углерода и
равноценны ли они по длине и энергии связи?

16. Модель молекулы метана

Электронные орбитали атома
углерода в молекуле метана
Шаростержневая модель
молекулы метана

17. Гибридизацией орбиталей называется процесс выравнивания их по форме и энергии

18.

sp3-гибридизация

19. Гибридные облака метана

20.

21. Запомни!

• Характеристики sp3-гибридизации:
Угол связи 1090 28/
Все связи сигма (б-связи)
Все связи одинарные
Длина одинарной связи С-С 0,154 нм

22. Второе валентное состояние

Шаростержневая модель
молекулы этилена
Электронные орбитали атома
углерода в молекуле этилена

23. sp2-гибридизация

24.

Характеристики sp2-гибридизации:
• Угол связи 1200
• Двойная связь состоит из одной б-связи и одной
П-связи
• Длина двойной связи С=С 0,134 нм

25.

26. Модель молекулы ацетилена

Электронные орбитали
атома углерода в молекуле
ацетилена

27.

Характеристики sp-гибридизации:
• Угол связи 1800
• Тройная связь состоит из одной б-связи и
двух П-связей
• Длина тройной связи С=С 0,120 нм

28.

29.

Признаки
сравнения
Структурная
формула
Вид
гибридизации
Этан
СН3
Этилен
СН3 СН2
Ацетилен
СН2 СН
СН
SP
SP
SP
Виды связи
(С – С)
Сигма связь
Сигма-, пи
- связь
Сигма -,
две писвязи
Длина связи
0,154 нм
0,134 нм
0,120 нм
Прочность связи
350
620
810
кДж/моль кДж/моль кДж/моль
Строение
тетраэдри
ческое
плоское
линейное

30.

• Какие типы гибридизации атомных
орбиталей вы знаете?

31.

Какую пространственную форму будут иметь
молекулы, содержащие атомы углерода в
sp3-гибридизации, sp2-гибридизации и
sp-гибридизации?

32. Дайте характеристику одинарной, двойной и тройной связи между атомами углерода.

33. Домашнее задание

• Параграф 3, вопросы 1-5
• Параграф 4, вопросы 1-4
• Выучить характеристики валентных
состояний атома углерода

34.

35. Сигма связи